ES2200282T3 - ANTIVUELCO DEVICE FOR MOTOR VEHICLE. - Google Patents
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A UN MECANISMO ANTIPERALTE PARA VEHICULO AUTOMOVIL. SE CARACTERIZA POR QUE INCLUYE DOS ELECTROVALVULAS HIDRAULICAS (14, 15) CONECTADAS RESPECTIVAMENTE A UN PRIMER Y UN SEGUNDO GATOS ANTIPERALTE (6, 10) Y UN MEDIO CALCULADOR (35) QUE PROPORCIONA A LAS DOS ELECTROVALVULAS (14, 15) DOS SEÑALES ELECTRICAS DE MANDO, CADA UNA DE ELLAS REPRESENTATIVA DE UN VALOR DE REFERENCIA (CAVC, CARC) DEL PAR ANTIPERALTE CALCULADO A PARTIR DE DOS VALORES DE REFERENCIA VARIABLES DEL ANGULO DE BALANCEO ( ZE ) DE LA CAJA DEL VEHICULO Y DE UNA RELACION (R) ENTRE EL PAR ANTIPERALTE DEL TREN DELANTERO (1) Y EL PAR ANTIPERALTE DEL TREN TRASERO (2) DETERMINADOS POR MEDIOS DE DETECCION DE LAS CONDICIONES DE CONDUCCION DEL VEHICULO, DE MODO QUE SE PILOTEN LOS DOS GATOS ANTIPERALTE (6, 10) PARA QUE APLIQUEN RESPECTIVAMENTE LOS PARES ANTIPERALTE DELANTERO Y TRASERO A LA CAJA DEL VEHICULO. LA INVENCION SE APLICA PARA MEJORAR LA ESTABILIDAD DE GIRO DE UN VEHICULO AUTOMOVIL.THE INVENTION REFERS TO AN ANTIPERAL MECHANISM FOR MOTOR VEHICLE. IT IS CHARACTERIZED BY THAT IT INCLUDES TWO HYDRAULIC ELECTROVALVULAS (14, 15) CONNECTED RESPECTINGLY TO A FIRST AND SECOND ANTIPERAL CATS (6, 10) AND A CALCULATOR MEDIUM (35) PROVIDING TO THE TWO ELECTRIC VALVES (14, 15) TWO SIGNALS COMMAND, EACH ONE OF THEM REPRESENTATIVE OF A VALUE OF REFERENCE (CAVC, CARC) OF THE ANTIPERAL COUPLE CALCULATED FROM TWO VARIABLE REFERENCE VALUES OF THE BALANCING ANGLE (ZE) OF THE VEHICLE BOX AND A RELATIONSHIP (R) BETWEEN ANTIPERAL PAIR OF THE FRONT TRAIN (1) AND THE ANTIPERAL PAIR OF THE REAR TRAIN (2) DETERMINED BY MEANS OF DETECTION OF THE CONDITIONS OF DRIVING OF THE VEHICLE, SO THAT THE TWO CATS ARE ANTIPERALLY PILOTED (6, 10) TO APPLY THE RESPECTIVELY FRONT AND REAR ANTIPERAL COUPLE TO THE VEHICLE BOX. THE INVENTION IS APPLIED TO IMPROVE THE STABILITY OF TURNING A MOTOR VEHICLE.
Description
Dispositivo antivuelco para un vehículo automóvil.Rollover device for a vehicle car.
La presente invención se refiere a un dispositivo antivuelco para un vehículo automóvil.The present invention relates to a device roll over for a motor vehicle.
Se conoce, por el documento FR-A-2 635 729, un dispositivo semejante que incluye esencialmente dos trenes de ruedas, respectivamente delanteros y traseros, unidos a la carrocería del vehículo, por una parte, mediante brazos montados oscilantes alrededor de un eje con relación a la carrocería y, por otra, por medio de elementos de suspensión, un primer cilindro antivuelco montado articulado sobre el elemento de suspensión de una de las ruedas delanteras y en uno de los extremos de una barra antivuelco delantera transversal al vehículo, un segundo cilindro antivuelco montado articulado sobre el elemento de suspensión de una de las ruedas traseras y en uno de los extremos de una barra antivuelco trasera transversal al vehículo, y medios de mando hidráulico que pueden accionar el primero y segundo cilindro antivuelco, para ejercer sobre el tren delantero y trasero un par antivuelco durante un movimiento relativo de los brazos con relación a la carrocería.It is known, by the document FR-A-2 635 729, a device similar that essentially includes two wheel trains, respectively front and rear, attached to the body of the vehicle, on the one hand, by means of oscillating mounted arms around an axis in relation to the body and, on the other, by means of suspension elements, a first roll cylinder assembled articulated on the suspension element of one of the front wheels and at one end of a roll bar front transverse to the vehicle, a second roll cylinder assembled articulated on the suspension element of one of the rear wheels and at one end of a roll bar rear transverse to the vehicle, and hydraulic control means that they can operate the first and second roll-over cylinders, to exercise a roll-over torque on the front and rear train during a relative movement of the arms in relation to the bodywork.
En este dispositivo conocido, que incluye dos cilindros disimétricos unidos a las barras antivuelco, la relación del par antivuelco del tren delantero con relación al par antivuelco del tren trasero, o relación antivuelco, es fija, y se realiza una servidumbre hidromecánica simple del ángulo de balanceo con una consigna nula. En estas condiciones, este dispositivo conocido no siempre se adapta a la situación de rodadura del vehículo, dado que la relación antivuelco de un vehículo repercute sobre la estabilidad direccional de dicho vehículo.In this known device, which includes two dissymmetric cylinders attached to the roll bars, the ratio of the front axle tipping torque in relation to the torque rear-wheel anti-roll, or anti-roll ratio, is fixed, and it perform a simple hydro-mechanical easement of the swing angle With a zero slogan. Under these conditions, this device known does not always adapt to the rolling situation of the vehicle, since the vehicle's roll-over ratio has an impact on the directional stability of said vehicle.
La presente invención ofrece un dispositivo antivuelco, como el definido en las reivindicaciones 1 ó 5, que permite a un vehículo desplazarse en una curva con la carrocería del mismo sensiblemente paralela al suelo, es decir, conservando un ángulo de balanceo nulo, y permitiendo, asimismo, adaptar la estabilidad direccional del vehículo, obteniendo, especialmente, un efecto de sobreviraje del vehículo que entra en la curva y un efecto de subviraje en caso de desaceleración en la curva.The present invention offers a device roll-over, as defined in claims 1 or 5, which allows a vehicle to move in a curve with the body of it substantially parallel to the ground, that is, keeping a null rolling angle, and also allowing to adapt the directional stability of the vehicle, especially obtaining a oversteer effect of the vehicle entering the curve and a understeer in case of deceleration in the curve.
Los preámbulos de estas reivindicaciones se
describen, respectivamente, en el resumen del documento
JP-A-02128910, y en el documento
EP-A-0234 808.The preambles of these claims are described, respectively, in the summary of the document
JP-A-02128910, and in EP-A-0234 808.
Otras variantes de realización se definen en las reivindicaciones dependientes 2 a 4 y 6 a 7, respectivamente.Other embodiments are defined in the Dependent claims 2 to 4 and 6 to 7, respectively.
La invención se entenderá mejor y otros objetos, características, detalles y ventajas de la misma aparecerán con mayor claridad en el transcurso de la siguiente descripción explicativa, realizada con referencia a los dibujos esquemáticos adjuntos, incluidos únicamente a título de ejemplo ilustrativo de un modo de realización de la invención, en los cuales:The invention will be better understood and other objects, features, details and advantages of it will appear with greater clarity in the course of the following description explanatory, made with reference to schematic drawings attached, included only as an illustrative example of an embodiment of the invention, in which:
La figura 1 muestra una vista desde arriba de un
vehículo automóvil dotado del dispositivo antivuelco de la
invención.Figure 1 shows a top view of a motor vehicle equipped with the anti-tip device of the
invention.
La figura 2 muestra, en forma de esquema en bloques, un mando lógico del dispositivo antivuelco de la invención.Figure 2 shows, in schematic form in blocks, a logical command of the anti-roll device of the invention.
La figura 3 muestra, en forma de esquema en bloques, el bloque de mando detallado, montado para satisfacer una ley de accionamiento del mando lógico de la figura 2.Figure 3 shows, in schematic form in blocks, the detailed command block, mounted to meet a law of activation of the logic control of figure 2.
Las figuras 4 a 6 muestran una de las electroválvulas hidráulicas de un cilindro antivuelco delantero o trasero de tres posiciones, respectivamente neutra, durante el desplazamiento en línea recta del vehículo, de trabajo, cuando el vehículo se desplaza en una curva a la izquierda, y de trabajo, cuando el vehículo se desplaza en una curva a la derecha.Figures 4 to 6 show one of the hydraulic solenoid valves of a front roll-over cylinder or three-position rear, respectively neutral, during the straight line travel of the vehicle, when the vehicle travels on a left turn, and working, when the vehicle travels in a curve to the right.
Con referencia a la figura 1, el vehículo automóvil incluye un tren delantero 1 y un tren trasero 2, incluyendo cada uno dos ruedas derecha 3 e izquierda 4, unidas a la carrocería del vehículo, por una parte, por medio de brazos, no representados, montados oscilantes con relación a la carrocería y, por otra, por medio de elementos de suspensión 5 solidarios de las ruedas.With reference to figure 1, the vehicle car includes a front train 1 and a rear train 2, each including two wheels right 3 and left 4, attached to the vehicle body, on the one hand, by means of arms, not represented, mounted oscillating in relation to the body and, on the other, by means of suspension elements 5 integral with the wheels.
Un cilindro antivuelco está montado articulado sobre la base del elemento de suspensión 5 de una 4 de las ruedas delanteras y sobre uno de los extremos de una barra antivuelco delantera 7 dispuesta transversalmente a la dirección longitudinal del vehículo y montada rotativa sobre cojinetes 8 solidarios de la carrocería del vehículo. El otro extremo de la barra antivuelco 7 está rígidamente unido a la base del elemento de suspensión 5 de la rueda derecha 3 mediante, por ejemplo, una varilla rígida 9.A roll cylinder is mounted articulated on the basis of the suspension element 5 of a 4 of the wheels front and on one of the ends of a roll bar front 7 arranged transversely to the longitudinal direction of the vehicle and mounted on rotary bearings 8 integral with the vehicle body The other end of the roll bar 7 is rigidly attached to the base of the suspension element 5 of the right wheel 3 by, for example, a rigid rod 9.
Un segundo cilindro antivuelco 10 está montado articulado sobre la base del elemento de suspensión 5 de una 4 de las ruedas traseras y sobre uno de los extremos de una barra antivuelco trasera 11, transversal al vehículo y montada rotativa sobre cojinetes 12 solidarios de la carrocería del vehículo. El otro extremo de la barra antivuelco 11 está rígidamente unido a la base del elemento de suspensión 5 de la rueda derecha 3 mediante, por ejemplo, una varilla rígida 13.A second roll cylinder 10 is mounted articulated on the basis of the suspension element 5 of a 4 of the rear wheels and on one of the ends of a bar rear roll 11, transverse to the vehicle and mounted on a rotating on bearings 12 integral to the body of the vehicle. The other end of the roll bar 11 is rigidly attached to the base of the suspension element 5 of the right wheel 3 by, for example, a rigid rod 13.
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De este modo, los cilindros 6 y 10 están asociados, respectivamente, a las ruedas derechas delantera y trasera, y se denominan disimétricos.Thus, cylinders 6 and 10 are associated, respectively, with the right front wheels and rear, and are called asymmetric.
Asimismo, se han previsto unos medios de mando electrohidráulicos, que se definirán posteriormente, para accionar los cilindros antivuelco 6 y 10, de manera que ejerzan sobre cada tren, delantero y trasero, 1 y 2, un par antivuelco sobre la carrocería del vehículo, cuando éste se desplaza en una curva.Also, some means of command are planned electrohydraulics, which will be defined later, to operate the roll cylinders 6 and 10, so that they exert on each train, front and rear, 1 and 2, a roll-over torque on the vehicle body, when it moves in a curve.
Según la invención, dichos medios de mando incluyen, por ejemplo, dos electroválvulas hidráulicas, una delantera 14 y una trasera 15, unidas respectivamente a los dos cilindros antivuelco 6 y 10. Más precisamente, la electroválvula 14 incluye un cajón 16 que se desliza en el cuerpo de la misma y que ocupa una posición neutra, representada en la figura 1, cuando el vehículo se desplaza en línea recta, poniendo en comunicación un conducto 17 de entrada del líquido a presión, conectado al cuerpo de la electroválvula 14, con dos conductos 18 y 19 de salida del líquido hidráulico a presión, conectados al cuerpo de la electroválvula 14, con el conducto de salida 18 conectado a la cámara inferior del cilindro 6, mientras que el conducto de salida 19 está unido a un depósito de líquido hidráulico 20. El conducto de entrada 17 está unido a una bomba de alta presión con caudal permanente 21, por medio de conductos 22 y 23 del circuito hidráulico de alta presión de dicha bomba. La cámara superior del cilindro 6, separada de forma estanca de la cámara inferior por el pistón 6a de dicho cilindro y atravesada por la vara de cilindro 6b, está unida al conducto 22 por medio de un conducto 24. La referencia 25 designa la parte eléctrica de mando del desplazamiento del cajón 16 de la electroválvula 14.According to the invention, said control means they include, for example, two hydraulic solenoid valves, one front 14 and a rear 15, joined respectively to the two roll cylinders 6 and 10. More precisely, solenoid valve 14 includes a drawer 16 that slides into the body of the drawer and that occupies a neutral position, represented in figure 1, when the vehicle travels in a straight line, communicating a pressure inlet conduit 17, connected to the body of solenoid valve 14, with two ducts 18 and 19 outlet of the pressurized hydraulic fluid, connected to the body of the solenoid valve 14, with outlet duct 18 connected to the lower chamber of cylinder 6, while the outlet duct 19 is attached to a hydraulic fluid reservoir 20. The conduit inlet 17 is connected to a high pressure pump with flow permanent 21, through conduits 22 and 23 of the circuit High pressure hydraulic of said pump. The upper chamber of the cylinder 6, tightly separated from the lower chamber by the piston 6a of said cylinder and crossed by the cylinder rod 6b, is connected to the conduit 22 by means of a conduit 24. The reference 25 designates the electrical control part of the displacement of drawer 16 of solenoid valve 14.
La electroválvula 15 trasera incluye, asimismo, un cajón 26 que se desliza en el cuerpo de la misma y que ocupa una posición neutra, representada en la figura 1, cuando el vehículo se desplaza en línea recta, poniendo en comunicación un conducto 27 de entrada del líquido hidráulico a presión, con dos conductos 28 y 29 de salida del líquido a presión, con los conductos 27 a 29 unidos al cuerpo de la electroválvula 15. El conducto 27 está también unido a la bomba de alta presión 21, por medio del conducto 23. El conducto 28 está unido a la cámara inferior del cilindro 10, cuya cámara superior, separada de forma estanca de la cámara inferior por el pistón 10a y atravesada por la vara de cilindro 10b, está unida a la bomba de alta presión 21 por medio de un conducto 30 y el conducto 23 del circuito hidráulico de alta presión. La electroválvula incluye, además, una parte eléctrica 31 de mando del desplazamiento de su cajón 26.The rear solenoid valve 15 also includes a drawer 26 that slides in the body thereof and occupies a neutral position, represented in figure 1, when the vehicle is moves in a straight line, communicating a conduit 27 of Pressurized hydraulic fluid inlet, with two ducts 28 and 29 of exit of the liquid under pressure, with the conduits 27 to 29 connected to the solenoid valve body 15. The duct 27 is also attached to the high pressure pump 21, via the duct 23. The conduit 28 is attached to the lower chamber of the cylinder 10, whose upper chamber, tightly separated from the lower chamber by the piston 10a and crossed by the cylinder rod 10b, it is connected to the high pressure pump 21 by means of a conduit 30 and the duct 23 of the high pressure hydraulic circuit. The solenoid valve also includes an electric control part 31 of the displacement of its drawer 26.
En este modo de realización, los medios de mando incluyen, asimismo, una tercera electroválvula hidráulica 32, llamada de reparto del caudal del líquido hidráulico, que incluye un cajón 33 que se desliza en el cuerpo de la electroválvula 32 y que ocupa normalmente una posición neutra, representada en la figura 1, de manera a poner en comunicación el conducto 23 con los conductos 22 y 30. La electroválvula 32 incluye, asimismo, una parte eléctrica 34 de mando del desplazamiento de su cajón 33.In this embodiment, the control means they also include a third hydraulic solenoid valve 32, Hydraulic fluid flow distribution call, which includes a drawer 33 that slides into the solenoid valve body 32 and which normally occupies a neutral position, represented in the Figure 1, so as to put the conduit 23 in communication with the ducts 22 and 30. The solenoid valve 32 also includes a electrical part 34 for controlling the movement of its drawer 33.
Un medio calculador 35, que permite realizar un control activo del balanceo del vehículo y la función de reparto del antivuelco, como se verá posteriormente, está unido eléctricamente, mediante conexiones eléctricas 36, 37 y 38 simbolizadas en la figura 1 mediante líneas discontinuas, respectivamente a las partes eléctricas 25, 31 y 34 de mando de las electroválvulas 14, 15 y 32. El medio calculador 35 recibe, asimismo, a través de dos líneas eléctricas 39 y 40, respectivamente, dos valores de medición de presión del líquido del circuito hidráulico antivuelco delantero y del circuito hidráulico antivuelco trasero. Estos valores de presión son suministrados, por ejemplo, por una parte, por un sensor de presión 41 conectado al conducto 22 y, por otra, por un sensor de presión 42 conectado al conducto 30. Estas medidas de presión permiten al medio calculador 35 estimar los pares antivuelco delantero y trasero instantáneos, con la ayuda de los valores de las secciones de los cilindros antivuelco 6 y 10.A calculating means 35, which allows a active control of vehicle balancing and delivery function of the roll, as will be seen later, is attached electrically, through electrical connections 36, 37 and 38 symbolized in figure 1 by dashed lines, respectively to the electrical parts 25, 31 and 34 of the control of the solenoid valves 14, 15 and 32. The calculating means 35 receives, also, through two power lines 39 and 40, respectively, two liquid pressure measurement values of the hydraulic front and hydraulic circuit rear roll. These pressure values are supplied, by for example, on the one hand, by a pressure sensor 41 connected to the conduit 22 and, on the other, by a pressure sensor 42 connected to the conduit 30. These pressure measurements allow the calculating medium 35 estimate the instantaneous front and rear tipping torques, with the help of cylinder section values roll 6 and 10.
La figura 2 representa la estructura lógica del medio calculador 35 que obedece a una ley de mando, que incluye un bloque lógico de mando 43 de control activo del balanceo y del reparto antivuelco, el cual recibe, en dos entradas, dos valores de consignas \thetac del ángulo de balanceo de la carrocería del vehículo con relación al plano de las ruedas o con relación al suelo, y Rc de la relación de los pares antivuelco delantero y trasero o relación antivuelco. Estos valores de consignas \thetac y Rc están determinados, de forma conocida en sí, por un bloque lógico 44, llamado de estrategia, a partir de medios de detección de las condiciones de rodadura del vehículo, pudiendo estar formados, por ejemplo, por un sensor de detección del ángulo \alpha del volante de dirección del vehículo, de la velocidad de rotación vr de dicho volante y/o de la aceleración transversal \gammaT del vehículo.Figure 2 represents the logical structure of the calculator means 35 that obeys a law of command, which includes a Logic control block 43 for active control of balancing and roll distribution, which receives, in two inputs, two values of slopes \ thetac of the body roll angle of the vehicle in relation to the plane of the wheels or in relation to the ground, and Rc of the ratio of the front roll pairs and Rear or roll over relationship. These set values \ thetac and Rc are determined, in a manner known per se, by a block logical 44, called strategy, from detection means of the vehicle's rolling conditions, being able to be formed, for example, by an angle detection sensor α of the steering wheel of the vehicle, of the speed of vr rotation of said flywheel and / or transverse acceleration γT of the vehicle.
La ley de mando contenida en el bloque de mando 43 recibe, asimismo, en tres entradas los valores de estimación en tiempo real del par de balanceo Ce, del ángulo de balanceo \thetae y de la relación antivuelco Re suministrados por un bloque de estimación 45 que contiene las mediciones procedentes de medios sensores. A título de ejemplo, el par de balanceo instantáneo Ce puede estimarse mediante un sensor de aceleración lateral, el ángulo de balanceo instantáneo \thetae puede estimarse por medio de sensores de desplazamiento, por ejemplo, de los triángulos de suspensión con relación a la carrocería, y la relación antivuelco instantánea puede determinarse mediante los sensores de presión 41 y 42 mencionados con referencia a la figura 1.The command law contained in the command block 43 also receives the estimated values in three inputs real time of the rolling pair Ce, of the rolling angle the and the rollover ratio Re supplied by a block of estimation 45 containing the measurements from media sensors As an example, the instantaneous balancing pair Ce can be estimated using a lateral acceleration sensor, the instantaneous rolling angle \ thetae can be estimated by means of displacement sensors, for example, of the triangles of suspension in relation to the body, and the roll-over ratio snapshot can be determined by pressure sensors 41 and 42 mentioned with reference to figure 1.
La ley de mando contenida en el bloque 43 está prevista de manera a producir, durante el desplazamiento del vehículo en una curva, un valor de consigna del par antivuelco delantero Cavc, y un valor de consigna del par antivuelco trasero Carc, ambos determinados a partir de los dos valores de consigna \thetac y Rc. Estos dos valores de consigna Cavc y Carc son aplicados, respectivamente, a dos bloques correctores de acción proporcional y derivada 46 y 47, que suministran a sus salidas, respectivamente, señales eléctricas de mando SC14 y SC15 de las dos electroválvulas 14 y 15. El bloque 45 suministra, asimismo, dos valores de pares antivuelco estimados delantero y trasero Cave y Care determinados, respectivamente, por medio de los dos sensores 41 y 42. Los valores de los pares Cave y Care son aplicados, respectivamente, a dos circuitos restadores 48 y 49 que reciben también los dos valores de consigna Cavc y Carc. Estos valores Cavc y Carc son también aplicados a dos entradas de un circuito restador 50 cuya salida está unida a la entrada de un bloque amplificador 51 que suministra una señal de mando SC32 a la electroválvula 32, por medio de la línea 38.The law of command contained in block 43 is planned to produce, during the movement of the vehicle on a curve, a setpoint value of the tipping torque Cavc front, and a set value of the rear roll-over torque Carc, both determined from the two setpoints ? and Rc. These two setpoints Cavc and Carc are applied, respectively, to two corrective action blocks proportional and derivative 46 and 47, which supply their outputs, respectively, electric control signals SC14 and SC15 of the two solenoid valves 14 and 15. Block 45 also supplies two estimated tilt torque values front and rear Cave and Care determined, respectively, by means of the two sensors 41 and 42. The values of the Cave and Care pairs are applied, respectively, to two subtractor circuits 48 and 49 that receive also the two setpoint values Cavc and Carc. These Cavc values and Carc are also applied to two inputs of a subtractor circuit 50 whose output is connected to the input of an amplifier block 51 which supplies a control signal SC32 to solenoid valve 32, by middle of line 38.
La figura 3 representa, de forma detallada, el bloque de mando 43 que permite producir los dos valores de consigna Cavc y Carc.Figure 3 represents, in detail, the control block 43 that allows to produce the two setpoints Cavc and Carc.
Este mando incluye un bloque lógico llamado de anticipación 52, dotado de tres entradas que reciben los dos valores de consigna \thetac y Rc del bloque de estrategia 44 y el valor estimado Ce del par de balanceo. Los valores de consigna \thetac y Rc son aplicados a las dos entradas positivas de los dos circuitos restadores 53 y 54, cuyas dos entradas negativas reciben los dos valores estimados en tiempo real Re y \thetae. La salida del circuito restador 53 está unida a la entrada de un circuito corrector de balanceo 55, cuya salida está unida a una entrada de un bloque repartidor 56. La salida del circuito restador 54 está unida a la entrada de un circuito corrector de la relación antivuelco 57, cuya salida está unida a otra entrada del bloque repartidor 56. Una tercera entrada del bloque repartidor 56 recibe el valor de consigna de la relación antivuelco Rc.This command includes a logical block called anticipation 52, equipped with three tickets that both receive set values \ thetac and Rc of strategy block 44 and the Ce estimated value of the balancing pair. The set values ? and Rc are applied to the two positive inputs of the two subtractor circuits 53 and 54, whose two negative inputs they receive the two values estimated in real time Re and the. The output of the subtractor circuit 53 is connected to the input of a balancing correction circuit 55, whose output is connected to a input of a distribution block 56. The output of the subtraction circuit 54 is connected to the input of a corrective circuit of the relationship 57, whose output is connected to another block entrance dealer 56. A third entry of the dealer block 56 receives the setpoint value of the roll-over ratio Rc.
El bloque de anticipación 52 suministra a dos salidas, respectivamente, dos valores de consigna anticipados de un par antivuelco delantero CavAc y de un par antivuelco trasero CarAc, que son aplicados a dos entradas de dos circuitos sumadores 58 y 59.The anticipation block 52 supplies two outputs, respectively, two anticipated setpoint values of a CavAc front tipping torque and one rear tipping torque CarAc, which are applied to two inputs of two adder circuits 58 and 59.
El bloque repartidor 56 suministra a dos salidas dos valores de consigna de servidumbre del par antivuelco delantero CavRc y del par antivuelco trasero CarRc, que son aplicados a las dos otras entradas de los circuitos sumadores 58 y 59 que suministran a sus salidas los dos valores de consigna Cavc y Carc.The distribution block 56 supplies two outputs two setpoint values of the front tipping torque CavRc and the CarRc rear tipping torque, which are applied to the two other inputs of adder circuits 58 and 59 that they supply to their outputs the two setpoint values Cavc and Carc.
Los distintos bloques descritos con referencia a la figura 3 deben poseer las siguientes características.The different blocks described with reference to Figure 3 must have the following characteristics.
El bloque de anticipación 52 suministra los valoresThe anticipation block 52 supplies the values
CavAc = Aav (\thetac, Rc, Ce, t)CavAc = Aav (\ thetac, Rc, EC, t)
yY
CarAc = Aar (\thetac, Rc, Ce, t)CarAc = Aar (\ thetac, Rc, EC, t)
donde: t designa la variable temporal,where: t designates the variable temporary,
Aav designa la función de anticipación delantera,Aav designates the anticipation function lead,
Aar designa la función de anticipación trasera.Aar designates the anticipation function rear
Para valores de \thetac, Rc y Ce constantes, el bloque 52 suministra:For constant values of the, Rc and Ce, the block 52 supplies:
CavAc = \frac{Rc \cdot (Ce + kA\theta \cdot \theta c)}{Rc + 1}CavAc = \ frac {Rc \ cdot (Ce + kA \ theta \ cdot \ theta c)} {Rc + one}
donde k designa una constantewhere k designates a constant
CarAc = \frac{Ce + kA\theta \cdot \theta c}{Rc + 1}CarAc = \ frac {Ce + kA \ theta \ cdot \ theta c} {Rc + one}
donde kA\theta designa la función de la situación de balanceo del vehículo, independiente de la variable t.where kA \ theta designates the function of the vehicle balancing situation, independent of the variable t.
El bloque corrector de balanceo 55 suministra el valor U\theta = C\theta(\thetac - \thetae, t). Este circuito contiene un término integrador, es decir, que U\theta sólo se estabiliza si \thetac - \thetae = 0.The balancing corrector block 55 supplies the value U \ theta = C \ theta (\ thetac - \ thetae, t). East circuit contains an integrator term, that is, U \ theta It only stabilizes if \ thetac - \ thetae = 0.
El bloque de corrección de la relación antivuelco
55 suministra el valor UR = CR (Rc - Re, t). Se recuerda que
R = Cav/Car. El bloque 57 contiene, asimismo, un término
integrador, es decir, que UR sólo se estabiliza si
Rc - Re =
0.The anti-roll ratio correction block 55 supplies the value UR = CR (Rc - Re, t). Remember that
R = Cav / Car. Block 57 also contains an integrative term, that is, that UR only stabilizes if
Rc - Re = 0.
El bloque de reparto 56 suministra CavRc = Rav (U\theta, UR, Rc) y CarRc = Rar (U\theta, UR, Rc). Por lo que este bloque devuelve:Distribution block 56 supplies CavRc = Rav (U?, UR, Rc) and CarRc = Rar (U?, UR, Rc). So that This block returns:
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CavRc = \frac{kR\theta \cdot Rc}{Rc + 1 \cdot U\theta + kRR \cdot UR}CavRc = \ frac {kR \ theta \ cdot Rc} {Rc + 1 \ cdot U \ theta + kRR \ cdot UR}
donde kR\theta y kRR son funciones de la situación de balanceo ywhere kR \ theta and kRR are functions of the balancing situation Y
CarRc = \frac{kR\theta \cdot 1}{Rc + 1 \cdot U\theta - kRR \cdot UR}CarRc = \ frac {kR \ theta \ cdot 1} {Rc + 1 \ cdot U \ theta - kRR \ cdot UR}
independientes de t.independent of t.
A continuación, se describe el funcionamiento del bloque de mando 43, montado para satisfacer la ley de mando.Next, the operation of the control block 43, mounted to meet the command law.
Durante el desplazamiento en línea recta del vehículo, la variable R de la relación del par antivuelco delantero con el par antivuelco trasero está indefinida, debido a que los pares antivuelco delantero y trasero son nulos. El dispositivo antivuelco se encuentra en estado de espera y el mando 43 está inactivo.During the straight line movement of the vehicle, the variable R of the ratio of the front tipping torque with the rear roll torque is undefined, because the Front and rear rollover pairs are void. The device anti-roll is in standby state and command 43 is inactive.
Durante el desplazamiento del vehículo en una
curva estabilizada, los bloques correctores de balanceo 55 y de la
relación antivuelco 57 realizan la servidumbre del ángulo de
balanceo \theta y de la relación antivuelco R en su valor de
consigna, es decir que \thetae = \thetac y Re = Rc. En efecto,
si \thetac, Rc, \thetae, Re y Ce son valores estabilizados, los
valores de CavAc y CarAc en las salidas del bloque de anticipación
52 son constantes en el tiempo, según las propiedades de este
bloque y, dado que los pares antivuelco de los trenes delantero y
trasero son constantes en el tiempo debido a que el par de balanceo
C y la relación antivuelco R son constantes en el tiempo, suponiendo
que los pares antivuelco delantero y trasero aplicados por las
electroválvulas 14 y 15 de accionamiento de los cilindros 6 y 10
son iguales a los valores de consigna Cave y Care, resulta que la
suma de los valores de los pares antivuelco de consigna
suministrados por el bloque repartidor 56, es decir CavRc + CarRc,
es una constante en el tiempo. En consecuencia, habida cuenta de
las propiedades del bloque repartidor 56, U\theta es una constante
y, dado que el bloque corrector de balanceo 55 contiene un término
integrador, resulta \thetac = \thetae. De este modo, habida
cuenta las propiedades del bloque repartidor 56, dado que CavRc =
kR.UR y CavRc es un valor constante, el valor UR es constante;
finalmente, dado que el bloque corrector de la relación antivuelco
57 contiene un término integrador, resulta Rc = Re. En estas
condiciones, la carrocería del vehículo está estabilizada en una
posición de equilibrio con un ángulo de balanceo igual a \thetac
y una relación antivuelco igual a Rc. Cabe subrayar que el estado
de equilibrio también se alcanzaría en la ausencia del bloque
de
anticipación 52.During the movement of the vehicle in a stabilized curve, the balancing correction blocks 55 and the roll-over ratio 57 perform the easement of the roll angle \ and the roll-over ratio R at their setpoint value, that is to say \ thetae = \ thetac and Re = Rc. Indeed, if the, Rc, the, Re and Ce are stabilized values, the values of CavAc and CarAc at the outputs of the anticipation block 52 are constant over time, according to the properties of this block and, given that the Rollover pairs of the front and rear trains are constant over time because the balancing torque C and the roll-over ratio R are constant over time, assuming that the front and rear roll pairs applied by the solenoid valves 14 and 15 of Cylinders 6 and 10 are equal to the Cave and Care setpoint values, it turns out that the sum of the values of the setpoint tipping torques supplied by the distribution block 56, ie CavRc + CarRc, is a constant over time. Consequently, given the properties of the distribution block 56, U? Is a constant and, since the balancing corrector block 55 contains an integrating term, it turns out \ thetac = \ thetae. Thus, given the properties of the distribution block 56, since CavRc = kR.UR and CavRc is a constant value, the UR value is constant; finally, since the correction block of the roll-over ratio 57 contains an integrating term, Rc = Re results. Under these conditions, the vehicle body is stabilized in an equilibrium position with a rolling angle equal to ángulo and a roll-over ratio equal to Rc. It should be stressed that the equilibrium state would also be achieved in the absence of the block of
anticipation 52.
Durante las fases transitorias correspondientes
al vehículo que entra en una curva o sale de ésta, la detección de
la solicitación de la carrocería del vehículo en curva, efectuada
por medio de la estimación del valor del par de balanceo instantáneo
Ce, interviene simultáneamente con la aparición del par de balanceo
o antes de la aparición de éste mediante, por ejemplo, el sensor de
ángulo \alpha del volante de dirección y, por ello, antes de
comenzar el balanceo. El retraso entre la detección de la
solicitación y su efecto es aprovechado por el bloque de
anticipación 52, cuyos valores de consigna CavAc y CarAc que
suministra cambian de valor antes de comenzar el balanceo (mientras
que los valores U\theta y UR de los bloques correctores de
balanceo y de la relación antivuelco no evolucionan aún) y estas
consignas permiten "bloquear" la carrocería en pleno balanceo,
es decir, cumplir la función antivuelco respetando el valor de
consigna de la relación antivuelco Rc y teniendo en cuenta el
ángulo de consigna de balanceo \thetac. Durante esta fase
inicial, la contribución de los bloques correctores 55 y 57 es nula.
Dado que la estimación del par instantáneo de balanceo Ce es
inexacta, los valores de consigna CavAc y CarAc conducen a un
equilibrio del vehículo donde \thetae es próximo a \thetac y Re
es próximo a Rc con errores. En una segunda fase, los bloques
correctores 55 y 57 y el bloque repartidor 56, mediante la
servidumbre de \theta y R, hacen converger el dispositivo hacia
el equilibrio, donde
\thetae = \thetac y Re = Rc, y la
contribución de dichos bloques es tanto más importante cuanto mala
es la estimación Ce del par de balanceo C. Por supuesto, el bloque
de anticipación 52, los circuitos correctores 55 y 57 y el bloque
repartidor 56 funcionan en paralelo y reaccionan en permanencia
frente a las variaciones de las consignas durante toda la curva,
tras la detección de nuevas situaciones de rodadura. Al final de la
curva, el mando vuelve a la inactividad y el dispositivo se sitúa de
nuevo en estado de espera.During the transient phases corresponding to the vehicle that enters a curve or leaves it, the detection of the request of the body of the curved vehicle, carried out by means of the estimation of the value of the instantaneous balancing pair Ce, intervenes simultaneously with the appearance of the balancing torque or before the appearance of the latter by, for example, the angle sensor α of the steering wheel and, therefore, before starting the balancing. The delay between the detection of the solicitation and its effect is used by the anticipation block 52, whose setpoint values CavAc and CarAc that it supplies change value before starting the balancing (while the U \ theta and UR values of the blocks balancing and roll-over correctors do not evolve yet) and these setpoints allow to "lock" the body in full swing, that is, to perform the roll-over function respecting the set value of the roll-over ratio Rc and taking into account the setpoint angle of rolling \ thetac. During this initial phase, the contribution of the correction blocks 55 and 57 is zero. Since the estimation of the instantaneous balancing torque Ce is inaccurate, the set values CavAc and CarAc lead to a vehicle equilibrium where the is close to the and Re is close to Rc with errors. In a second phase, the correction blocks 55 and 57 and the distribution block 56, by means of the servitude of the and R, converge the device towards equilibrium, where
the = the and Re = Rc, and the contribution of said blocks is all the more important, as bad is the Ce estimate of the rolling torque C. Of course, the anticipation block 52, the correction circuits 55 and 57 and the block Distributor 56 operates in parallel and reacts permanently to changes in the setpoints throughout the curve, after the detection of new rolling situations. At the end of the curve, the command returns to inactivity and the device returns to standby.
A continuación, se describe el funcionamiento global del dispositivo antivuelco de la figura 1, con referencia, asimismo, a la figura 2.The operation is described below. overall of the anti-tip device of figure 1, with reference, also, to figure 2.
Cuando el vehículo se desplaza en línea recta, el mando 43 está en estado de espera y las electroválvulas 14, 15 y 32 están en posición de reposo, llamada posición centrada, como se muestra en la figura 4, en la que sus respectivos cajones 16, 26 y 33 dejan pasar libremente el caudal del líquido hidráulico de la bomba 21, es decir que un caudal permanente atraviesa el circuito hidráulico delantero y trasero del vehículo, sin consumir potencia útil alguna. En las pérdidas de carga en línea, la presión del líquido hidráulico en todo el circuito es nula y, en consecuencia, no se ejerce esfuerzo alguno en los cilindros 6 y 10. De este modo, las ruedas derecha e izquierda de un mismo tren delantero o trasero del vehículo oscilan independientemente, siendo absorbida la oscilación relativa mediante el libre deslizamiento de la vara y el pistón en el cilindro antivuelco correspondiente 6 y 10. El dispositivo garantiza el máximo confort de los ocupantes del vehículo sobre las irregularidades derecha e izquierda de la carretera.When the vehicle travels in a straight line, the control 43 is in standby state and solenoid valves 14, 15 and 32 they are in the rest position, called the centered position, as shown in figure 4, in which their respective drawers 16, 26 and 33 freely let the hydraulic fluid flow of the pump 21, that is to say that a permanent flow crosses the circuit hydraulic front and rear of the vehicle, without consuming power useful some. In line load losses, the pressure of the hydraulic fluid in the entire circuit is null and, consequently, no effort is exerted on cylinders 6 and 10. Thus, the right and left wheels of the same front or rear train of the vehicle oscillate independently, being absorbed the relative oscillation by free sliding of the wand and the piston in the corresponding roll cylinder 6 and 10. The device guarantees maximum comfort for the occupants of the vehicle on the right and left irregularities of the highway.
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Cuando se detecta el comienzo de la curva en la que entra el vehículo, el mando 43 muestra los valores de consigna Cavc y Carc no nulos. Los valores de presión medidos por los sensores 41 y 42 permiten estimar los pares antivuelco instantáneos Cave y Care mediante las secciones de los cilindros antivuelco 6 y 10. Los dos bloques correctores de acción proporcional y derivada 46 y 47 convierten los errores resultantes de la diferencia entre el valor de consigna del par antivuelco delantero Cavc y el valor estimado del par antivuelco instantáneo Cave, y la diferencia entre el valor de consigna del par antivuelco trasero Carc y el valor estimado del par antivuelco trasero instantáneo Care, en valores de mando SC14 y SC15 de las electroválvulas 14 y 15 que accionan los cilindros 6 y 10 para aplicar los pares antivuelco delantero y trasero; de este modo, estos dos circuitos correctores realizan la servidumbre de los pares antivuelco delantero y trasero en los valores de consigna.When the beginning of the curve is detected in the entering the vehicle, control 43 shows the setpoint values Cavc and Carc not null. The pressure values measured by the sensors 41 and 42 allow estimating instantaneous roll-over torque Dig and Care using the sections of the roll cylinders 6 and 10. The two corrective blocks of proportional and derived action 46 and 47 convert errors resulting from the difference between the setpoint value of the Cavc front tipping torque and the value estimate of the Cave instant tipping torque, and the difference between the setpoint of the rear roll torque Carc and the value Estimated of the instantaneous rear tipping torque Care, in values of control SC14 and SC15 of solenoid valves 14 and 15 that actuate the cylinders 6 and 10 to apply the front roll pairs and rear; in this way, these two correction circuits perform the Bondage of the front and rear tipping torques in the setpoint values
Si la curva iniciada es a la izquierda, tal como se muestra en la figura 5, que representa únicamente uno de los conjuntos de cilindro antivuelco 6 y la electroválvula 14 asociada, la electroválvula 14 (o la electroválvula 15) es accionada por la señal de consigna SC14 (o SC15) del bloque corrector 46 (o 47), de manera a desplazar el cajón 16 (o 26) hacia arriba con relación al cuerpo 14, como se indica mediante la flecha correspondiente en la figura 5, de modo que dicho cajón reduce la abertura de paso del líquido hacia el depósito 20 a través del conducto 19 (o el conducto 29), provocando un aumento de la presión en las dos cámaras del cilindro 6 (o el cilindro 10). Este cilindro ejerce un esfuerzo orientado a alargarse, es decir, a desplazar la vara de cilindro 6b hacia arriba, con relación al cilindro 6, como se indica mediante la flecha correspondiente en la figura 5. El alargamiento de dicho cilindro empuja el extremo correspondiente de la barra antivuelco 7 (o de la barra antivuelco 11) hacia abajo. Desde ahora, se ejerce, hacia abajo, una fuerza importante sobre la carrocería del vehículo por medio del cojinete 8 (o del cojinete 12) situado del lado del cilindro 6 (o del lado del cilindro 10). Dado que la vara 6b (o 10b) del cilindro 6 (o del cilindro 10) está rígidamente unida a la rueda izquierda 4 y que el extremo opuesto de su barra antivuelco 7 está rígidamente unido a la rueda derecha 3, se produce un rebajamiento de la carrocería por el lado izquierdo, con un aumento de la torsión de la barra antivuelco 7 (o de la barra antivuelco 11), lo que provoca el enderezamiento en posición sensiblemente horizontal y paralela al suelo de la carrocería. Dicho de otro modo, la deformación de la barra antivuelco 7 (o de la barra antivuelco 11) produce un par antivuelco que se ejerce sobre la carrocería del vehículo, para corregir su inclinación provocada por la fuerza centrífuga en la curva.If the curve started is to the left, such as is shown in figure 5, which represents only one of the rollover cylinder assemblies 6 and associated solenoid valve 14, solenoid valve 14 (or solenoid valve 15) is actuated by the setpoint signal SC14 (or SC15) of the correction block 46 (or 47), of way to move drawer 16 (or 26) up in relation to the body 14, as indicated by the corresponding arrow in the Figure 5, so that said drawer reduces the passage opening of the liquid to reservoir 20 through conduit 19 (or the conduit 29), causing an increase in pressure in both chambers of cylinder 6 (or cylinder 10). This cylinder exerts a effort oriented to lengthen, that is, to displace the rod of cylinder 6b upwards, relative to cylinder 6, as indicated by the corresponding arrow in figure 5. The elongation of said cylinder pushes the corresponding end of the roll bar 7 (or roll bar 11) down. From now on, an important force is exerted on the vehicle body by means of bearing 8 (or bearing 12) located on the side of the cylinder 6 (or on the side of the cylinder 10). Dice that rod 6b (or 10b) of cylinder 6 (or of cylinder 10) is rigidly attached to the left wheel 4 and that the opposite end of its roll bar 7 is rigidly attached to the right wheel 3, there is a reduction of the body on the side left, with increased torsion of roll bar 7 (or of roll bar 11), which causes the straightening in position substantially horizontal and parallel to the floor of the bodywork. In other words, the deformation of the bar roll 7 (or roll bar 11) produces a roll pair that is exerted on the body of the vehicle, to correct its inclination caused by centrifugal force in the curve.
Si la curva es a la derecha, la electroválvula 14 (o la electroválvula 15) es accionada por la señal SC14 (o Sc15), de manera a desplazar el cajón 16 (o el cajón 26) hacia abajo con relación al cuerpo 14, como se indica mediante la flecha de la figura 6 y reducir así la abertura de entrada del conducto 17 (o del conducto 27), de modo que la presión de fluido aumenta en el conducto 24 y la cámara superior del cilindro antivuelco 6 (o del cilindro antivuelco 10). De ello resulta un acortamiento del cilindro y el extremo adyacente de la barra antivuelco 7 (o de la barra antivuelco 11) es tirada hacia arriba. Se produce entonces una elevación de la carrocería con el consiguiente enderezamiento en posición sensiblemente horizontal y paralela al suelo de la carrocería del vehículo. Dicho de otro modo, el esfuerzo que se desarrolla en el cilindro correspondiente deforma la barra antivuelco asociada, lo que produce un par antivuelco que se ejerce sobre la carrocería del vehículo.If the curve is to the right, solenoid valve 14 (or solenoid valve 15) is driven by signal SC14 (or Sc15), so as to move drawer 16 (or drawer 26) down with relation to body 14, as indicated by the arrow on the figure 6 and thus reduce the inlet opening of the duct 17 (or of the conduit 27), so that the fluid pressure increases in the conduit 24 and the upper chamber of the roll-over cylinder 6 (or of the roll cylinder 10). This results in a shortening of the cylinder and the adjacent end of the roll bar 7 (or of the roll bar 11) is pulled up. Occurs then a lifting of the body with the consequent straightening in position substantially horizontal and parallel to the floor of the vehicle body In other words, the effort that is develops in the corresponding cylinder deforms the bar associated roll-over, which produces a roll-over torque that is exerted on the body of the vehicle.
La electroválvula de reparto 32 es accionada por la señal SC32 cuando los valores de consigna de los pares antivuelco Cavc y Carc son distintos, de manera a aumentar la presión en el circuito hidráulico de la electroválvula 14 (o de la electroválvula 15), con objeto de permitir que se produzca el esfuerzo que implica el desplazamiento del cilindro 6 (o del cilindro antivuelco 10) y obtener un efecto de sobreviraje o subviraje del vehículo, de conformidad con los valores de consigna Cave y Care. Por ejemplo, si el valor de consigna Carc es nulo y que el valor de consigna Cavc es distinto de cero, la electroválvula de reparto es accionada de manera a reducir la abertura hacia el circuito hidráulico de la electroválvula trasera 15, lo que dirige el caudal de fluido hacia el circuito hidráulico delantero de la electroválvula 14. Al contrario, si la electroválvula de reparto 32 quedara en la posición central representada en la figura 1, no se produciría esfuerzo alguno en el cilindro antivuelco 6 mediante el desplazamiento del cajón de la electroválvula 14, ya que todo el caudal de fluido se escaparía hacia el depósito 20 a través del circuito hidráulico trasero de la electroválvula 16 y la presión en el circuito hidráulico delantero sería nula.The distribution solenoid valve 32 is actuated by the signal SC32 when the setpoint values of the pairs Cavc and Carc roll are different, so as to increase the pressure in the hydraulic circuit of solenoid valve 14 (or of the solenoid valve 15), in order to allow the effort that involves the displacement of cylinder 6 (or the roll cylinder 10) and get an oversteer effect or understeer of the vehicle, in accordance with the setpoint values Cave and Care For example, if the setpoint value Carc is null and that the setpoint Cavc is nonzero, the distribution solenoid valve is actuated to reduce the opening to the hydraulic circuit of the rear solenoid valve 15, which directs the fluid flow to the hydraulic circuit front of solenoid valve 14. On the contrary, if the distribution solenoid valve 32 will remain in the central position represented in figure 1, no effort would occur in the roll cylinder 6 by moving the drawer of the solenoid valve 14, since all the fluid flow would escape towards the tank 20 through the rear hydraulic circuit of the solenoid valve 16 and the pressure in the front hydraulic circuit It would be void.
El dispositivo antivuelco de la invención permite así impedir el balanceo de un vehículo en curva (efecto antivuelco), garantizando, al mismo tiempo, un comportamiento del vehículo adaptado a la situación de rodadura del mismo, y controlando independientemente las dos variables de ángulo de balanceo \theta de la carrocería del vehículo con relación al suelo, y de la relación antivuelco delantera/trasera R.The roll-over device of the invention allows thus prevent the rocking of a curved vehicle (effect anti-roll), guaranteeing, at the same time, a behavior of vehicle adapted to the rolling situation thereof, and independently controlling the two angle variables of balancing the of the vehicle body in relation to ground, and the front / rear R.
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